Power-to-X-Technologien gelten als vielversprechend, um Treibhausgase dauerhaft zu reduzieren. Dabei wird Strom aus regenerativen Energien in Wasserstoff umgewandelt, um zum Beispiel Brennstoffzellenfahrzeuge anzutreiben. Allerdings ist Wasserstoff nur dann umweltfreundlich, wenn er selbst mit regenerativen Energien erzeugt wird. Forscher des Fraunhofer IFF in Magdeburg wollen hierfür ein Konzept etablieren, um grünen Wasserstoff „dezentral und modular für Industrie, Gewerbe und Verkehr entlang der Wertschöpfungskette zu produzieren und zu verteilen“.

Um dieses Konzept der Wasserstofffabrik umsetzen zu können, entwickeln sie modular erweiterbare Teilkomponenten. Diese können – miteinander vernetzt – in Gewerbe- und Industrieparks realisiert werden. Je nach den äußeren Gegebenheiten vor Ort werden elektro- oder biochemische Verfahren für die Erzeugung des Wasserstoffs genutzt. „Es ist nicht überall möglich, Wind- und Photovoltaik-Anlagen zu bauen“, sagt Dr. Torsten Birth, Wissenschaftler am Fraunhofer IFF. „Wir setzen auf standortabhängige Lösungen und nutzen gegebenenfalls Biogasanlagen für die Produktion. Eine Pilotanlage bei Gommern in Sachsen-Anhalt ist in Planung.” Das Endergebnis sei aber immer grüner Wasserstoff, betont er.

© Fraunhofer IFF, Daniela Martin

Mobile Wasserstofftankstelle

Das Fraunhofer IFF arbeitet im Rahmen des Projekts HyPerFerMent I gemeinsam mit Kooperationspartnern an regenerativer Wasserstoffproduktion aus Biomasse. Dabei könnte durch ein spezielles Gärungsverfahren (ähnlich dem der Biogasproduktion) und unter Einsatz bestimmter Mikroorganismen direkt aus organischen Reststoffen Wasserstoff erzeugt werden. Als Stoffwechselprodukt bestimmter Bakterien entstehe ein Gasgemisch aus H2 und CO2 mit 50 bis 60 Prozent Wasserstoffgehalt, das durch nachfolgende CO2-Abtrennung problemlos aufgereinigt werden könne, betonen die Forscher. „Die fermentative Erzeugung von Biowasserstoff wird künftig eine wichtige Rolle bei der dezentralen Produktion des Energieträgers spielen“, so Birth.

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In Zusammenarbeit mit der Anleg GmbH wollen die Fraunhofer-Wissenschaftler mit dem Kleinverteilsystem Mobile Modular H2 Port (MMH2P) eine der erwähnten Teilkomponenten realisieren: eine mobile, modulare Wasserstofftankstelle für Kurzstrecken unter 200 Kilometer. Hierfür befinden sich auf einem Kleinanhänger erweiterbare Druckspeichersysteme mit Kompressoren. Diese können sowohl selbst betankt werden als auch Wasserstoff abgeben.

Desinfektion mit Ozon

Kernpunkt ist für die Forscher eine „systemisch integrierte Wasserstoffproduktion“. Das bedeutet, dass sie nicht nur den bei der Elektrolyse erzeugten Wasserstoff nutzen, sondern auch den Sauerstoff, z.B. für Schweißprozesse oder um mit Hilfe von Ozon Mikroverunreinigungen wie Pharmaka, Pflanzenschutzmittel oder Kosmetika aus Abwässern zu entfernen. Weiterhin könne der Sauerstoff nach Aussagen der Forscher auch in der Landwirtschaft für die Entschwefelung von Biogasanlagen verwendet werden.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert.